CN1209765A - 制造有槽部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在部件(1)的孔中加工许多纵向延伸槽的方法。这种部件的例子是车用动力转向阀的套筒件。本发明具体目的在于一种尽量减小套筒部件中槽的边缘上的毛刺的方法。该方法包括以下步骤:将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置(2)上;进行切削操作(5),在此操作中用切削刀具(5)在孔中切削出槽,并且再进一步加工槽的边缘,加工方法是将去毛刺装置(30)插入孔中,然后使去毛刺装置和部件之间产生相对的往复角位移。

Description

制造有槽部件的方法

技术领域

本发明涉及在部件的孔中制造许多纵向延伸槽的方法。这种部件的一个例子是汽车动力转向旋转阀的套筒部件。本发明的具体目的在于一种减少套筒部件的槽边缘上的毛刺的方法。

背景技术

与本发明技术最密切相关的先有技术是美国专利5,328,309(Bishop等)和美国专利5 292 214(Bishop等)公开的技术。这些先有参考技术涉及在动力转向阀套筒的镗孔内加工沟槽的“沟槽成形机”。这些机器的设计要求利用指形切削刀具从旋转的坯件镗孔内切削出各个槽，该切削刀具装有切削主轴上，该主轴绕轴线在一个角度内往复转动，形成一系列逐渐深切的切削冲程和返回冲程，从而形成呈(通常)封闭腔形状的槽，该腔的纵截面是弧形的或是部分弧形的。该套筒固定在工件夹具的夹头上，因而固定在工件夹具主轴上，该主轴的转动轴线垂直于切削主轴轴线并偏离该轴线。由于在加工完各个槽时准确地转动工件夹具主轴，所以可以在套管中准确地加工出所需数目的槽。对于在大多数汽车上的应用，通常是4、6、8、10和12个槽。

加工槽有关的问题是，在加工的各个槽的边缘上镗孔材料易于形成毛刺。一当在套筒的镗孔中加工出槽的阵列，必须应用镗孔工具进行镗孔的精加工。在美国专利5 390 408(Bishop等)中公开了这样一种方法。然而在这种操作中，已发现镗孔工具沿转动方向推压槽边缘上的毛刺，使得毛刺材料从其边缘中的一边缘伸入到各个槽中。当典型的槽宽度例如为4.5mm时，该毛刺伸入的尺寸可以达到例如30-70μm的程度。

槽的边缘上的毛刺所造成的问题是，该毛刺会影响“增压控制”，并在操作动力转向阀期间增大噪声。已经发现，在套筒上加工槽时形成的上述缺点已在转向齿轮阀的装置上造成缺陷，因此本发明的目的是尽量减小在套筒边缘上的总的毛刺、以减轻这一问题。

发明概要

在第一个主要方面，本发明是一种在部件的孔中加工出至少一个纵向延伸槽的方法，该方法包括以下步骤：将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置上，进行切削操作，在操作中用切削刀具在上述孔中切削出槽；其特征在于，进一步加工上述槽口的边缘，加工方法是将去毛刺的装置插入到上述孔中，并使上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移。

在第二个主要方面，本发明是一个在部件的孔内加工出按角度分布的平行纵向延伸槽阵列的方法，该方法包括以下步骤：将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置上，该工件夹具装置装于可分度旋转的工件夹具主轴上；进行切削操作，在此操作中用切削刀具在上述孔中加工出槽的阵列；其特征在于，进一步加工各个槽的边缘，加工方法是将去毛刺装置插入该部件的上述孔中，并使上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移，与此同时上述部件仍卡紧在上述卡紧装置上。

在第三个主要方面，本发明是一种在部件的孔内加工出按角度分布的平行纵向延伸槽阵列的装置，上述装置包括：用于将上述部件卡紧在工件夹具装置上的卡紧装置，该工件夹具装置装在可分度旋转的工件夹具主轴上；用于在镗孔内切削出槽的阵列的掏槽装置：装置的特征在于，上述装置还包括用于加工各个槽边缘的去毛刺装置，其方式是将上述去毛刺装置插入上述孔中，并在上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移，与此同时上述部件仍卡紧在上述卡紧装置中。

去毛刺装置最好是心棒，在上述相对的往复角位移期间，该心棒的转动由部件的孔导向，该心棒包括至少两个切削刃，第一切削刃设置成在心棒进行顺时针的角位移时除去至少一个槽的第一边缘上的毛刺，而第二并列的切削刃设置成在心棒进行反时针的角位移时除去上述至少一个槽的第二边缘上的毛刺。

上述部件最好是套筒，而上述槽是套筒的槽。

心棒最好是大体圆柱形的，在其外表面上包括至少一个沿周向设置在两个凹槽之间的凸台，上述第一和第二切削刃沿凸台和两个凹槽的相交线设置，凸台设置成在要进行上述往复角位移之前，凸台沿周向与套筒的槽不相接。

在第一优选实施例中，上述凸台的第一和第二切削刃基本上是平行的，并设置成也平行于大体为圆柱形的心棒的轴线。

在第二优选实施例中，上述凸台的第一和第二切削刃基本上平行，但设置成相对于大体圆柱形心棒的轴线倾斜，因此形成大体螺旋形的凸台；

在第三个优选实施例中，上述凸台的第一和第二切削刃是不平行的，因此形成锥形凸台。

附图的简要说明

下面参照附图作了例子说明本发明。附图是：

图1是本发明第一实施例的掏槽机的带有截面的透视示意图；

图2是套筒的部分垂直截面，该套筒具有对于图1所示机器的切削刀具而言是有底的槽；

图3是图1所示掏槽机的插入套筒的心棒其第一实施例的放大立视图；

图4是沿图3的Ⅲ-Ⅲ截取的横截平面图；示出心棒和已掏槽的套筒；

图5(a)、5(b)和5(c)是示于图4的一部分心棒和套筒的放大截面图，分别示出插入心棒的状态、心棒的反时针转动及顺时针转动；

图6是与图5(a)完全相同的图，表示优选的相对角位移的几何结构；

图7是心棒第二实施例的立视图；

图8是心棒第三实施例的立视图。

实施本发明的模式

图1示出掏槽机，该掏槽机将套筒1固定在工件夹具主轴3的夹头2上，该主轴3被安装成既可转动又可沿机座4进行轴向滑动。切削刀具5固定于从切削主轴7伸出的臂6上。切削主轴7可在约45°角的范围内摆动，图中切削刀具5位于其最上面的位置。切削主轴7装在转轴上，可以绕主轴支架9内的轴线8转动，该支架9本身又装在转轴上，可绕切削封盖11的轴线10转动。主轴支架9的摆动角一般约为8°。

使切削刀具5往复运动的位于切削封盖11内的凸轮驱动装置在本文中不再说明，因为它完全包含在美国专利5 292 214(Bishop等)中。横向进给机构可以是上述先有技术中说明的机械凸轮驱动式机构，或适当的数字控制的伺服驱动机构，该机构适合于在切削封盖11和套筒之间形成相对线性水平运动，由此在切削操作期间形成横向进给切削刀具5的装置。

工件夹具主轴也适合于作轴向(垂直)线性运动，该主轴在操作上类似于上述先有技术美国专利5 238 309(Bishop等)所述的主轴，或者利用适当的数字控制伺服驱动装置形成这种轴向线性运动。这使得套筒可以沿轴向脱离切削工具。然而在另一个未示出的实施例中，则利用一种垂直移动的切削封盖来获得在工件夹具主轴和切削工具之间的相对线性垂直运动。

图2示出在切削一个有底的弧形槽12时套筒1与切削刀具5的关系。为便于说明，本实施例说明掏一个槽的阵列，其中各个槽类似于槽12。然而应当明白，本发明的方法可以应用于掏出结构不同的槽，例如在1995年10月31日提交的题为“部件及其加工方法”的澳大利亚临时专利申请No.PN6288及1996年6月26日提出的题为“有槽部件及其制造方法”的澳大利亚临时专利申请No.PO0647中公开的那种槽。

在切削操作中在套筒1的孔中切削出有底槽12的一个阵列，切削工具5在一系列逐步深切的切削行程和返回行程中切削出各个槽。工件夹具主轴3以及卡紧的套筒1在完成各个槽的加工后便准确地分度旋转一下。

在图1所示的掏槽机中装有去毛刺组件20，该组件包括滑动刀具支承装置21，该支承装置的轴线被加工成与机座4上的支承工件夹具主轴3的支承准确地成一直线。滑动刀具支承装置21装有可转动杆30，圆柱形心棒32装在该杆上或与其形成整体。通常在切削出所有的槽后，将切削刀具5移到远处，然后可以轴向地滑动滑动刀具支承装置21，使心棒32插入到套筒1的孔中。

图3和4示出在槽的切削操作完成后插入到套筒1的孔中的心棒32。心棒32具有8个沿圆周面配置的凸台33，此数目等于套筒1的相应8个槽12的数目。在另一个未示出的实施例中，如果被加工的套筒有六个槽，则用有六个凸台的心棒是最好的，等等。凸台33由沟槽(凹槽)34分开。每个凸台33有两个切削刃35、36，各个切削刃沿与其相连的一个凹槽34的交线配置。在此实施例中，各个相应凸台33的切削刃35、36是不平行的，和心轴的上部区域38相比，它们在下部区域37更靠近，由此形成几何形状为锥形的凸台33。

图5(a)示出在心棒32插入套筒1的孔中时心轴32和套筒1的一部分的放大图，更清楚地示出了数个凸台33及相应槽12。各个凸台33在心棒32插入套筒1的孔内时相对于其相应的槽12呈未相接的关系。由于切削操作的结果，在各个槽12的相对边缘上形成毛刺39、40，该毛刺径向伸入到套筒1的孔内。

为了在槽上进行去毛边操作，使心棒32沿顺时针方向进行角位移，如图5(b)所示，由此利用经过相应槽的第一侧边的各个切削刃35切去各个槽12的毛刺39，然后使心棒32沿反时针方向进行角位移，如图5(c)所示，使得以类似的方式切去在各个相应槽的相对侧边上的毛刺40。应当注意到，角位移(转动)的顺序是不重要的，即可以首先使心棒32进行反时针转动，除去毛刺40，然后再顺时针转动，切去毛刺39。

往复的角位移最好在一个不超2θ的角度范围内进行，如图6所示，其中：

θ=α+(β/2)-(γ/2)式中，α是套筒中心对着一个套筒凸台的角度(该凸台分开两个相邻的套筒槽)；β是套筒中心对着一个套筒槽的角度；γ是套筒中心对着心棒凸台中适当凸台的角度，该凸台与套筒槽不相接。

还应当明白，尽管上述实施例说明一种心棒32转动而套筒固定不动的方案，但是借助于使心棒32固定不动，而使工件夹具主轴3转动来带动套筒1转动的方案，从而使它们之间产生相对转动，这样也可以进行去毛刺的操作。

在另一心棒实施例中，切削刃的几何结构可以不同于心棒32的结构。图7示出一种心棒42，该心棒的切削刃45、46基本上彼此平行，也平行于心轴42的纵轴线。图8示出了另一个实施例，该实施例中心棒52的切削刃55、56基本上彼此平行，但相对于大体圆柱形的心棒52的轴线倾斜，由此形成大体螺旋形的切削刃和凸台。

在另一个未示出的实施例中，特别是在较大孔上，在心棒上的凸台可以如此构成，即使得它们受到向外的弹簧加载，从而形成一个扩张的心棒，该心棒在往复运动期间受到加载作用而压在套筒1的孔内。

由于采用上述去毛刺操作，已经发现，在槽的边缘上的毛刺有效地减小，从而改进了“增压控制”特性，减小了组装的动力转向阀在操作期间所产生的“嘶嘶声”。

本专业的技术人员应该认识到，对本发明可以进行许多改变和变形而不违背本发明的精神和范围。

Claims (14)

1．一种在部件的孔中加工出至少一个纵向延伸槽的方法，该方法包括下列步骤：将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置上；进行切削操作、在此操作中，用切削刀具在上述孔中加工出上述槽，其特征在于，进一步加工上述槽的边缘，方法是将去毛刺装置插入上述孔中，并使上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移。

2．一种在部件的孔中加工出按角度分布的平行纵向延伸槽的阵列的方法，该方法包括以下步骤：将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置上，该工件夹具装置装在可分度旋转的工件夹具主轴上；进行切削操作，在此操作中用切削刀具在上述孔中加工出上述槽的阵列，其特征在于，进一步加工各个槽的边缘，加工方法是将去毛刺装置插入部件的上述孔中，并使上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移，与此同时上述部件仍卡紧在上述卡紧装置上。

3．一种在部件的孔中加工出按角度分布的平行纵向延伸槽的阵列的装置，上述装置包括：将上述部件卡紧在工件夹具装置的卡紧装置，该工件夹具装置装在可分度旋转的工件夹具主轴上；用于在孔中切削出槽的阵列的掏槽装置；其特征在于，上述装置还包括用于加工各个槽的边缘的去毛刺装置，其方式是将上述去毛刺装置插入上述孔中，并使上述去毛刺装置和上述部件之间产生相对的往复角位移，与此同时上述部件仍卡紧在上述卡紧装置中。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，上述部件是套筒，而上述槽是套筒的槽。

5．一种如权利要求3所述的装置，其特征在于，去毛刺装置是一种心棒，在发生上述相对的往复角位移期间，该心棒的转动由部件的孔导向，心棒包括至少两个切削刃，第一切削刃配置成在心棒进行顺时针的角位移期间切去至少一个槽的第一边缘上的毛刺，而第二并列的切削刃则在心棒进行反时针的角位移时切去上述至少一个槽的第二边缘上的毛刺。

6．如权利要求5所述的装置，其特征在于，心棒基本上是圆柱形的，在其外表面上包括至少一个沿周向位于两个凹槽之间的凸台，上述第一和第二切削刃沿凸台和两个凹槽的交线配置，该凸台设置成在要进行上述往复角位移之前凸台沿周向与套筒的槽不相接。

7．如权利要求6所述的装置，其特征在于，上述凸台的第一和第二切削刃基本上平行，并且还平行于大体圆柱形心棒的轴线。

8．如权利要求6所述的装置，其特征在于，上述凸台的第一和第二切削刃基本上平行但相对于大体圆柱形心棒的轴线倾斜，因此形成大体螺旋形的凸台。

9．如权利要求6所述的装置，其特征在于，上述凸台的第一和第二切削刃不平行，因此形成锥形的凸台。

10．一种除去位于部件孔中至少一个纵向延伸槽的第一和第二边缘上的毛刺的去毛刺刀具，上述刀具的转动由上述孔导向，上述刀具包括含有至少两个切削刃的心棒，第一切削刃设置成在心棒进行顺时针角位移时可除去槽的上述第一边缘上的毛刺，而第二并置的切削刃设置成在心棒进行反时针位移时切去槽的上述第二边缘上的毛刺。

11．如权利要求10所述的去毛刺刀具，其特征在于，心轴大体为圆柱形，在其外表面上包括至少一个沿周向位于两个凹槽之间的凸台，上述第一和第二切削刃沿凸台和两个凹槽的交线设置。

12．如权利要求11所述的去毛刺刀具，其特征在于，上述第一和第二切削刃基本上平行，而且也平行于大体圆柱形心棒的轴线。

13．如权利要求11所述的去毛刺刀具，其特征在于，上述第一和第二切削刃基本上平行，但相对于大体圆形心棒的轴线倾斜，因此形成大体螺旋形的凸台。

14．如权利要求11所述的去毛刺刀具，其特征在于，第一和第二切削刃是不平行的，因此形成锥形的凸台。

Images